Question

12．明家有一太阳能热水器，内装有50L的水，已知地表上与太阳光垂直的表面接受的太阳辐射能E=7×10⁵J/（min•m²），假设该热水器吸收太阳能的效率为50%，若阳光垂直照射水箱吸热面30min，使水箱内水的温度从25℃升高到40℃．求：
（1）30min内水箱内水吸收的热量．
（2）该热水器的吸热面积．

Answer 1

分析 （1）已知水的体积，根据m=ρV求出质量；利用热量计算公式Q=cm△t计算水吸收的热量；
（2）根据接收太阳能E和受热时间即可求出晒水箱的受热面积．

解答 解：（1）已知水的体积V=50L=50dm³=0.05m³，
水的质量m=ρV=1×10³kg/m³×0.05m³=50kg，
Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×50kg×（40℃-25℃）=3.15×10⁶J，
（2）由于Q=EtSη，
所以S=$\frac{Q}{Etη}$=$\frac{3.15×1{0}^{6}J}{7×1{0}^{5}J/（min•{m}^{2}）×30min×50%}$=0.3m²．
答：（1）30min内水箱内水吸收的热量为3.15×10⁶J．
（2）该热水器的吸热面积为0.3m²．

点评 本题考查了热量公式的运用和计算，联系实际生活问题，把物理知识应用到生活中去，锻炼了学生解决实际问题的能力．